混合動力車輛變速結構的制作方法

本實用新型屬于混合動力車輛領域，尤其涉及一種混合動力車輛變速結構。

背景技術：

隨著技術及社會的發展，混合動力車輛運用越來越廣泛，它主要通過發動機和電動機來驅動車輛行駛。現有常見的混合動力車輛變速結構主要有兩種：一種是豐田公司生產的混合動力變速結構，該變速結構基于行星齒輪機構+CVT(即無級變速方式)結構形式，這種結構由于變速采用無級變速而導致耐用性一般，且對零部件的技術要求高，這樣又導致制造成本。另一種是比亞迪公司生產的雙離合變速結構，搭載在比亞迪秦上，這種變速結構的發動機和電動機都通過雙離合變速器變速器相連，這種結構形式的可靠性較低、成本高。還有一種混合動力變速器裝置，搭載在比亞迪F3DM上,采用發動機、雙電機和變速器結構，其中一個電機與發動機串聯，其作用是啟動電機和發電機作用，另一個電機是驅動和發電機作用，這種變速結構采用雙電機，成本高。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種集成度高、可靠性好、成本低的混合動力車輛變速結構。

本實用新型的技術方案如下：一種混合動力車輛變速結構，其特征在于：包括發動機(1)和電動機(16)，其中發動機(1)的輸入軸與輸入軸(3)的輸入端之間連接有離合器(2)，從而通過離合器(2)有選擇地與輸入軸(3)結合或脫離；所述輸入軸(3)上從前往后依次裝有雙聯齒輪(4)、單邊同步器(5)、三檔輸入齒輪(6)和四檔輸入齒輪(7)，其中：所述雙聯齒輪(4)空套在輸入軸(3)上，并由前側的小齒輪(4a)和后側的大齒輪(4b)構成，單邊同步器(5)可在對應的換檔操縱機構操縱下有選擇地與大齒輪(4b)結合或脫離；所述三檔輸入齒輪(6)和四檔輸入齒輪(7)固套在輸入軸(3)上，該三檔輸入齒輪(6)直徑小于四檔輸入齒輪(7)直徑，且三檔輸入齒輪(6)直徑大于大齒輪(4b)直徑；

所述輸入軸(3)兩側分別設有第一輸出軸(8)和第二輸出軸(9),這三根軸相互平行，其中第一輸出軸(8)上從前往后依次安裝有二檔輸出齒輪(10)、第一雙邊同步器(11)和四檔輸出齒輪(12)，且二檔輸出齒輪(10)直徑大于四檔輸出齒輪(12)；所述二檔輸出齒輪(10)與大齒輪(4b)嚙合，并組成第二齒輪組(T2)，且四檔輸出齒輪(12)與所述四檔輸入齒輪(7)嚙合，并組成第四齒輪組(T4)；所述第一雙邊同步器(11)可以在對應的換檔操縱機構操縱下，有選擇地與二檔輸出齒輪(10)或四檔輸出齒輪(12)結合，當第一雙邊同步器(11)與二檔輸出齒輪(10)結合時，對應二檔位(S2)，當第一雙邊同步器(11)與四檔輸出齒輪(12)結合時，對應四檔位(S4)；

所述第二輸出軸(9)上從前往后依次裝有一檔輸出齒輪(13)、第二雙邊同步器(14)和三檔輸出齒輪(15)，其中一檔輸出齒輪(13)和三檔輸出齒輪(15)空套在第二輸出軸(9)上；所述一檔輸出齒輪(13)直徑大于三檔輸出齒輪(15)，該一檔輸出齒輪與所述小齒輪(4a)嚙合，并組成第一齒輪組(T1)，且三檔輸出齒輪(15)與所述三檔輸入齒輪(6)嚙合，并組成第三齒輪組(T3)；所述第二雙邊同步器(14)可以在對應的換檔操縱機構操縱下，有選擇地與一檔輸出齒輪(13)或三檔輸出齒輪(15)結合，當第二雙邊同步器(14)與一檔輸出齒輪(13)結合時對應一檔位(S1)，當第二雙邊同步器(14)與三檔輸出齒輪(15)結合時對應三檔位(S3)；

所述電動機(16)的輸出軸上固套有電機輸出齒輪(17)，該電機輸出齒輪與所述一檔輸出齒輪(13)嚙合。

本實用新型是一種基于傳統AMT(即手動檔變速箱)的H-AMT(即混合動力變速結構)，本H-AMT在傳統AMT基礎上，增加了電機、單邊同步器和雙邊同步器，這一看似簡單的結構改動卻并不簡單，它導致檔位組合和換檔路線及換檔邏輯與傳統AMT完全不同，具體為：本案具有兩種純電動模式，六種混合動力模式，相鄰兩種混合動力模式之間可以順序換檔，不相鄰的混合動力模式之間也可以跳檔，且純電動模式與純電動模式之間還可以切換。并且，本案具有兩根輸出軸，從而具有兩個不同的動力輸出端，且兩根輸出軸上的檔位各不相同。由于AMT采用檔位變速，這種結構的可靠性高，所以直接導致本案的可靠性也相當高。與豐田的行星齒輪機構+CVT結構形式相比，本方案最大的優點是可靠性高，零部件技術要求相對較低，從而降低了制造成本。與比亞迪生產的雙離合變速結構相比，本案中的變速結構，結構簡單，可靠性高，成本相對較低。因此，本案是一種與現有技術完全不同的混合動力車輛變速結構，它采用有級變速，并具有集成度高、部件少、可靠性好、成本低等優點，也與傳統AMT有明顯的實質性區別。

為了便于布置結構，并輸出第一輸出軸的動力，所述第一輸出軸(8)前端為動力輸出端，并在該動力輸出端固設有第一動力輸出接口(18)，該第一動力輸出接口(18)位于所述二檔輸出齒輪(10)前方。

為了便于布置結構，并輸出第二輸出軸的動力，所述第二輸出軸(9)前端為動力輸出端，并在該動力輸出端固設有第二動力輸出接口(19)，該第二動力輸出接口(19)位于所述一檔輸出齒輪(13)前方。

有益效果：本實用新型是一種基于傳統AMT(即手動檔變速箱)的H-AMT(即混合動力變速結構)，本H-AMT在傳統AMT基礎上，增加了電機、單邊同步器和雙邊同步器，這一看似簡單的結構改動卻并不簡單，它導致檔位組合和換檔路線及換檔邏輯與傳統AMT完全不同，具體為：本案具有兩種純電動模式，六種混合動力模式，相鄰兩種混合動力模式之間可以順序換檔，不相鄰的混合動力模式之間也可以跳檔，且純電動模式與純電動模式之間還可以切換。并且，本案具有兩根輸出軸，從而具有兩個不同的動力輸出端，且兩根輸出軸上的檔位各不相同。由于AMT采用檔位變速，這種結構的可靠性高，所以直接導致本案的可靠性也相當高。與傳統AMT換檔時會動力中斷導致產生頓挫感不同，本變速結構的混合模式順序換檔時可以實現帶動力換檔，不會造成動力中斷，也就不會產生頓挫感，這是本方案與傳統AMT的又一重大區別。與豐田的行星齒輪機構+CVT結構形式相比，本方案最大的優點是可靠性高，零部件技術要求相對較低，從而降低了制造成本。與比亞迪生產的雙離合變速結構相比，本案中的變速結構，結構簡單，可靠性高，成本相對較低。因此，本案是一種與現有技術完全不同的混合動力車輛變速結構，它采用有級變速，并具有集成度高、部件少、可靠性好、成本低等優點，也與傳統AMT有明顯的實質性區別。

附圖說明

圖1為本實用新型的示意圖。

圖2為本實用新型E1模式下的檔位圖。

圖3為本實用新型E2模式下的檔位圖。

圖4為本實用新型H1-P2模式下的檔位圖。

圖5為本實用新型H2-P2模式下的檔位圖。

圖6為本實用新型H3-P3模式下的檔位圖。

圖7為本實用新型H3-P2模式下的檔位圖。

圖8為本實用新型H4-P2模式下的檔位圖。

圖9為本實用新型H4-P3模式下的檔位圖。

圖10為本實用新型的換檔路線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，一種混合動力車輛變速結構，主要包括外購的發動機1和電動機16，這兩個件至少有一個為動力源。其中，發動機1的輸出軸與輸入軸3的輸入端之間連接有離合器2，從而通過離合器2有選擇地與輸入軸3結合或脫離。輸入軸3上從前往后依次裝有雙聯齒輪4、單邊同步器5、三檔輸入齒輪6和四檔輸入齒輪7，其中：雙聯齒輪4空套在輸入軸3上，并由前側的小齒輪4a和后側的大齒輪4b構成，單邊同步器5可在對應的換檔操縱機構操縱下有選擇地與大齒輪4b結合或脫離。與單邊同步器5配合的換檔操縱機構可以采用現有成熟結構，也可以另外設計。當單邊同步器5與大齒輪4b結合結合時，對應檔位S0。三檔輸入齒輪6和四檔輸入齒輪7固套在輸入軸3上，且三檔輸入齒輪6直徑小于四檔輸入齒輪7直徑。

輸入軸3兩側分別設有第一輸出軸8和第二輸出軸9，輸入軸3、第一輸出軸8和第二輸出軸9相互平行。其中，第一輸出軸8上從前往后依次安裝有二檔輸出齒輪10、第一雙邊同步器11和四檔輸出齒輪12，且二檔輸出齒輪10直徑大于四檔輸出齒輪12。二檔輸出齒輪10與大齒輪4b嚙合，并組成第二齒輪組T2，且四檔輸出齒輪12與四檔輸入齒輪7嚙合，并組成第四齒輪組T4。第一雙邊同步器11可以在對應的換檔操縱機構操縱下，有選擇地與二檔輸出齒輪10或四檔輸出齒輪12結合。與第一雙邊同步器11配合的換檔操縱機構可以采用現有成熟結構，也可以另外設計。當第一雙邊同步器11與二檔輸出齒輪10結合時，對應二檔位S2，當第一雙邊同步器11與四檔輸出齒輪12結合時，對應四檔位S4。

如圖1所示，第二輸出軸9上從前往后依次裝有一檔輸出齒輪13、第二雙邊同步器14和三檔輸出齒輪15，其中一檔輸出齒輪13和三檔輸出齒輪15空套在第二輸出軸9上，該一檔輸出齒輪13與小齒輪4a嚙合，并組成第一齒輪組T1，且三檔輸出齒輪15與三檔輸入齒輪6嚙合，并組成第三齒輪組T3。第二雙邊同步器14可以在對應的換檔操縱機構操縱下，有選擇地與一檔輸出齒輪13或三檔輸出齒輪15結合。與第二雙邊同步器14配合的換檔操縱機構可以采用現有成熟結構，也可以另外設計。當第二雙邊同步器14與一檔輸出齒輪13結合時對應一檔位S1，當第二雙邊同步器14與三檔輸出齒輪15結合時對應三檔位S3。電動機16的輸出軸上固套有電機輸出齒輪17，該電機輸出齒輪與一檔輸出齒輪13嚙合。第一輸出軸8前端為動力輸出端，并在該動力輸出端固設有第一動力輸出接口18，該第一動力輸出接口18位于二檔輸出齒輪10前方。第二輸出軸9前端為動力輸出端，并在該動力輸出端固設有第二動力輸出接口19，該第二動力輸出接口19位于一檔輸出齒輪13前方。在本案中，第一動力輸出接口18和第二動力輸出接口19采用齒輪。

需要特別指出和說明的是，變速箱的結構和檔位都非常重要，即使結構類似，但檔位不同就會導致換檔路線和換檔邏輯完全不同，因此也就導致產品完全不同。在本案中，第一輸出軸8和第二輸出軸9上的檔位就很有特點，換檔操縱機構操縱第一雙邊同步器11向前移動，并與二檔輸出齒輪10結合時，對應二檔位S2；換檔操縱機構操縱第一雙邊同步器11向后移動，并與四檔輸出齒輪12結合時，對應四檔位S4。換檔操縱機構操縱第二雙邊同步器14向前移動，并與一檔輸出齒輪13結合時，對應一檔位S1；換檔操縱機構操縱第二雙邊同步器14向前移動，并與三檔輸出齒輪15結合時，對應三檔位S3。

圖2所示的為純電動模式E1狀態(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，此狀態對應本實用新型的純電驅動模式一。此種狀態下離合器2斷開，第二雙邊同步器14掛在一檔位S1位置，發動機1的動力不輸出到輸入軸3，電動機16通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、第二雙邊同步器14、第二輸出軸9和第二動力輸出接口19輸出動力。此模式下，蓄電池放電。

圖3所示的為純電動模式E2狀態(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，此狀態對應本實用新型的純電驅動模式二。此種狀態下離合器2斷開，第一雙邊同步器11掛在二檔位S2位置，發動機1的動力不輸出到輸入軸3，電動機16通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、雙聯齒輪4的小齒輪4a、雙聯齒輪4的大齒輪4b、二檔輸出齒輪10、第一雙邊同步器11、第一輸出軸8和第一動力輸出接口18輸出動力。此模式下，蓄電池放電。

圖4所示為本實用新型H1-P2模式(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，該模式為混合驅動模式一。此種狀態下離合器2結合，單邊同步器5掛入S0位置，第二雙邊同步器14掛在一檔位S1位置，電動機16既作為動力源輸出右作為啟動電機。電動機16作為啟動電機時，通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、雙聯齒輪4的小齒輪4a、單邊同步器5、輸入軸3和離合器2，將動力傳遞給發動機，啟動發動機，使發動機開始工作，然后發動機1和電動機16都作為動力源，輸出動力，發動機和電動機各自動力傳遞路線如下：發動機1通過離合器2、輸入軸3、單邊同步器5、雙聯齒輪4的小齒輪4a、一檔輸出齒輪13、第二雙邊同步器14和第二輸出軸9輸出動力；電動機16通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、第二雙邊同步器14、第二輸出軸9和第二動力輸出接口19輸出動力。此模式下，蓄電池放電。

圖5為本實用新型H2-P2模式(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，該模式為混合驅動模式二。此種狀態下離合器2結合，單邊同步器5掛入S0位置，第一雙邊同步器11掛在二檔位S2位置，發動機和電動機都是動力輸出源，發動機1通過離合器2、輸入軸3、單邊同步器5、雙聯齒輪4的大齒輪4b、二檔輸出齒輪10、第一雙邊同步器11和第一輸出軸8輸出動力；電動機16通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、雙聯齒輪4的小齒輪4a、雙聯齒輪4的大齒輪4b、二檔輸出齒輪10、第一雙邊同步器11、第一輸出軸8和第一動力輸出接口18輸出動力。此模式下，蓄電池放電。

圖6為本實用新型H3-P3模式(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，該模式為混合驅動模式三。此種狀態下離合器2結合，第一雙邊同步器11掛入S2位置，第二雙邊同步器14掛入S3位置，發動機是動力源，電動機既是動力源又是發電機。發動機1通過離合器2、輸入軸3、三檔輸入齒輪6、三檔輸出齒輪15、第二雙邊同步器14、第二輸出軸9和第二動力輸出接口19輸出動力。當電動機16作為動力源時，通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、雙聯齒輪4的小齒輪4a、雙聯齒輪4的大齒輪4b、二檔輸出齒輪10、第一雙邊同步器11和第一輸出軸8輸出動力；作為發電機時，發動機1通過離合器2、輸入軸3、三檔輸入齒輪6、三檔輸出齒輪15、第二雙邊同步器14和第二輸出軸9、第二動力輸出接口19、主減速大齒輪、第一動力輸出接口18、第一輸出軸8、第一雙邊同步器11、二檔輸出齒輪10、雙聯齒輪4的大齒輪4b、雙聯齒輪4的小齒輪4a、一檔輸出齒輪13、電機輸出齒輪17，將動力傳遞給電動機16，電動機16發電，從而給蓄電池充電。此模式下，蓄電池可以充電也可以放電。

圖7為本實用新型H3-P2模式(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，該模式為混合驅動模式四。此種狀態下離合器2結合，單邊同步器5掛入S0位置，第二雙邊同步器14掛入S3位置，發動機是動力源，電動機既是動力源又是發電機。發動機1通過離合器2、輸入軸3、三檔輸入齒輪6、三檔輸出齒輪15、第二雙邊同步器14、第二輸出軸9和第二動力輸出接口19輸出動力。當電動機16作為動力源時，通過電機輸出齒輪17、一檔輸出齒輪13、雙聯齒輪4的大齒輪4b、單邊同步器5、輸入軸3、三檔輸入齒輪6、三檔輸出齒輪15、第二雙邊同步器14、第二輸出軸9和第二動力輸出接口19輸出動力；作為發電機時，發動機1通過離合器2、輸入軸3、單邊同步器5、雙聯齒輪4的小齒輪4a、一檔輸出齒輪13、電機輸出齒輪17，將動力傳遞給電動機16，電動機16發電，從而給蓄電池充電。此模式下，蓄電池可以充電也可以放電。

圖8為本實用新型H4-P2模式(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，該模式為混合驅動模式五。此種狀態下離合器2結合，單邊同步器5掛入S0位置，第一雙邊同步器11掛入S4位置，發動機是動力源，電動機作為發電機。發動機1通過離合器2、輸入軸3、四檔輸入齒輪7、四檔輸出齒輪12、第一雙邊同步器11、第一輸出軸8和第一動力輸出接口18輸出動力。發動機1通過離合器2、輸入軸3、單邊同步器5、雙聯齒輪4的小齒輪4a、一檔輸出齒輪13、電機輸出齒輪17，將動力傳遞給電動機16，電動機16發電，從而給蓄電池充電。此模式下，蓄電池充電。

圖9為本實用新型H4-P3模式(此狀態下傳遞動力的部件用粗實線表示，未傳遞動力的部件用細實線表示)，該模式為混合驅動模式六。此種狀態下離合器2結合，第一雙邊同步器11掛入S4位置，第二雙邊同步器14掛入S1位置，發動機是動力源，電動機作為發電機。發動機1通過離合器2、輸入軸3、四檔輸入齒輪7、四檔輸出齒輪12、第一雙邊同步器11、第一輸出軸8和第一動力輸出接口18輸出動力。發動機1通過離合器2、輸入軸3、四檔輸入齒輪7、四檔輸出齒輪12、第一雙邊同步器11、第一輸出軸8、第一動力輸出接口18、主減速大齒輪、第二動力輸出接口19、第二雙邊同步器14、一檔輸出齒輪13、電機輸出齒輪17，將動力傳遞給電動機16，電動機16發電，從而給蓄電池充電。此模式下，蓄電池充電。

如圖10所示，純電動的E1狀態切換到E2狀態，換檔過程中動力中斷(用細實線表示)，混合動力的H1-P2、H2-P3、H3-P2和H4-P3四種狀態之間可以帶動力(用粗實線表示)順序切換，H1-P2與H3-P2之間以及H2-P3與H4-P3之間跳檔時動力中斷。同時，E1狀態可以帶動力與H1-P2狀態相互切換，E2狀態可以帶動力與H2-P3狀態相互切換。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不以本實用新型為限制，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。